[发明专利]基于偏振特征的水面饱和耀光抑制方法、装置和设备

说明书

本申请涉及一种基于偏振特征的水面饱和耀光抑制方法、装置和计算机设备。所述方法包括：利用水面反射偏振度、折射偏振度、垂直方向光强图像和平行方向光强图像，实现了水面耀光的分离和抑制。针对饱和耀光分离过程中存在的垂直方向光强图像饱和失真问题，提出了通过将垂直方向光强分解为平行方向光强和完全偏振光强之和，有效恢复出垂直方向光强图像中因耀光饱和而缺失的图像信息。本发明方法能够有效解决饱和耀光抑制过程中存在的垂直方向光强图像饱和失真问题，利用恢复后的垂直方向光强图像对饱和耀光进行抑制，能够使耀光区域中目标和背景之间的对比度和信噪比指标得到显著提升。

技术领域

本申请涉及图像处理技术领域，特别是涉及一种基于偏振特征的水面饱和耀光抑制方法、装置和计算机设备。

背景技术

水面耀光是指水面直接反射太阳辐射、云层辐射、大气辐射等形成的强光信号。水面耀光是常见的自然现象，但是对于光电探测而言，它是一种十分强烈的干扰源。

根据水面反射耀光强度的不同，可以将耀光分为非饱和耀光与饱和耀光两类。非饱和耀光是指探测器接收到的光强值并未达到饱和状态的耀光，此种情况下，探测器获取的耀光强度值在其成像能力范围内，该值会在光学图像中正常显示出来，不会出现图像的饱和现象，因此可以直接利用偏振探测器获取的光强图像求解偏振信息。饱和耀光是指探测器接收到的光强值达到饱和状态的耀光。当偏振探测器获取的图像出现饱和现象时，不仅会导致图像纹理和细节的丢失，还会引起偏振信息的失真，造成偏振信息的解算存在较大偏差，影响耀光的分离和抑制效果。根据反射光的偏振特性可知，在垂直方向入射面起偏方向上，水面反射光的强度值最大，因此，在垂直方向上获取的水面耀光图像最容易达到饱和状态。现有技术有图像融合、图像修复、图像滤波等基于图像特征的水面耀光抑制算法，抑制效果不佳，或通过偏振片法抑制耀光，过程中存在目标能量损失、离水辐射损失等问题，因此，现有技术存在适应性不佳的问题。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够更好地实现水面耀光分离和抑制的基于偏振特征的水面饱和耀光抑制方法、装置、计算机设备和存储介质。

一种基于偏振特征的水面饱和耀光抑制方法，所述方法包括：

通过偏振探测器获取待处理水面场景的平行方向光强图像，以及任意一个非饱和起偏方向对应的非饱和光强图像；

通过将垂直方向光强分解为平行方向光强和完全偏振光强之和，根据所述平行方向光强图像和所述非饱和光强图像，由预设公式得到垂直方向光强图像；

获取水面反射偏振度和水面折射偏振度，根据所述水面反射偏振度和所述水面折射偏振度，将所述平行方向光强图像和所述垂直方向光强图像分离为反射光图像和折射光图像；所述折射光图像即为饱和耀光抑制后图像。

在其中一个实施例中，还包括：通过水平放置的0°、45°、90°、135°四通道分焦平面偏振探测器，以90°起偏角获取待处理水面场景的平行方向光强图像，以45°或135°起偏角获取对应的非饱和光强图像。

在其中一个实施例中，还包括：通过将垂直方向光强分解为平行方向光强和完全偏振光强之和，根据所述平行方向光强图像和所述非饱和光强图像，由预设公式得到垂直方向光强图像；所述预设公式为：

其中，为所述垂直方向光强图像，为所述平行方向光强图像，为起偏方向α₁处对应的所述非饱和光强图像。

在其中一个实施例中，还包括：通过测量所述偏振探测器的俯仰角计算得到水面观测角；

根据所述水面观测角计算水面反射偏振度和水面折射偏振度。

在其中一个实施例中，还包括：根据所述水面反射偏振度和所述水面折射偏振度，将所述平行方向光强图像和所述垂直方向光强图像分离为反射光图像和折射光图像；其中，所述折射光图像为：